信號源內阻對負反饋放大器反饋深度的影響

摘 要: 本文在簡單介紹負反饋的相關知識的基礎上，對負反饋放大器反饋深度與信號源內阻的關系進行了詳細的推導與講解，實際的信號源通常不是理想的恒流信號源或恒壓信號源，在絕大多數情況下信號源是存在內阻R的，信號源的內阻又一定會對負反饋放大電路的反饋深度產生影響。這個問題往往是比較容易被誤解的問題。本文就是以此為背景來討論這一問題。

關鍵詞: 信號源 負反饋 反饋深度

模擬電子方面的教材對放大器中的反饋講解比較透徹，但就負反饋放大器反饋深度與信號源內阻關系卻是一筆代過。而實際的信號源通常不是理想的恒流信號源或恒壓信號源，在絕大多數情況下信號源是存在內阻R的，信號源的內阻又一定會對負反饋放大電路的反饋深度產生影響。這個問題往往是比較容易被誤解的問題。本文就是以此為背景來討論這一問題。在研究信號源內阻與負反饋放大器反饋深度的關系之前，要先了解一些與其有關知識，以便更透徹地研究這一問題。

一、信號源內阻與負反饋深度的關系

當無反饋基本放大器R和及閉環負反饋系數確定后，負反饋放大器閉環源電壓增益及反饋深度1+與R緊密相關:

1. R越小，串聯負反饋效果越顯著。故串聯負反饋應采用低內阻R激勵信號源。

2. R越大，并聯負反饋效果越顯著。故并聯負反饋應采用高內阻R激勵信號源。

3.對于并聯負反饋電路只能求閉環源電壓增益= (=R)，而沒有“閉環電壓增益”這一概念。因為=即為無反饋基本放大器開環電壓增益。

4.串聯負反饋電路電壓增益有閉環源電壓增益=和閉環電壓增益=兩種。[2]

二、信號源內阻與負反饋深度的關系推導

1.信號源內阻對串聯負反饋深度的影響

計入和不計入R的開環增益和的關系== (1.1)，將基本放大電路的放大倍數公式=代入式(1.1)，可得，=(1.2)。

計入和不計入R的閉環增益和的關系為== =(1.3)，將閉環放大倍數的一般表達式 代入式=(1.3)，可得= (1.4)。

上式中R=(圖中未標出)為串聯負反饋放大器輸入電阻，且有R=R(1+)(1.5)，代入式(1.4)，并考慮到式(1.2)可得=(1.6);=(電壓串聯負反饋)(1.7);=(電流串聯負反饋) (1.8)。

由于、、R均與R無關，由式(1.2)、式(1.6)知，R越大，越小(R越小，越大)，反饋深度1+越小，負反饋越弱(反饋深度1+越大，負反饋越強)。當極限情形R→∞時，→0，反饋深度1+→1，則→、即負反饋不存在。故為使串聯負反饋效果顯著，R越小越好。[3]

2.信號源內阻對并聯負反饋深度的影響

計入和不計入R的開環增益和的關系為== (1.9)，將式=代入式(1.9)，可得==(1.10)。

計入和不計入R的閉環增益和的關系為== =(1.11)，將式=代入式(1.3)，可得= (1.12)。

上式中R=(圖2中未標出)為并聯負反饋放大器輸入電阻，且有R=(1.13)，代入式(1.12)，并考慮式(1.10)可得=(1.14)。

電壓并聯負反饋:=(1.15);

電流并聯負反饋: =(1.16)。

由于、、R與R無關，由式(1.10)、式(1.14)知，R越小，越小(R越大，越大)，反饋深度1+越小，負反饋越弱(反饋深度1+越大，負反饋越強)。當極限情形R→0時，→0，反饋深度1+→1，則→、即負反饋不存在。故為使并聯負反饋效果顯著，R越大越好。[2]

3.物理解釋

我們都知道負反饋的本質是輸出量(或)對凈輸入量′(′或′)的自動調節控制，從而保證輸出量的穩定。而R的大小直接關系到這種調節控制的強弱(即負反饋的強弱)。

由圖1知，對串聯負反饋，加到凈輸入端的電壓調節控制量(即單獨作用時加在R兩端的電壓)為′=。顯然，R越大，輸出對輸入的電壓調節控制量′越小，即負反饋越弱，反之負反饋越強。這是因為R越小，越可視為恒壓，則反饋電壓引起的凈輸入電壓′的變化越大，即負反饋越強。當極限情形R→∞時，′→0，故無負反饋作用。

由圖2可知，對并聯負反饋，反饋電流加到凈輸入端的電流調節控制量(即=0、單獨作用時流經R的電流)為′==。顯然，R越小，輸出對輸入的電流調節控制量I′越小，即負反饋越弱，反之負反饋越強。這是因為，R越大時，越可視為恒流，則反饋電流引起的凈輸入電流′的變化越大，即負反饋越強。當極限情形時R→0，′→0，無負反饋作用。[2]

在研究負反饋放大電路反饋深度問題時，絕不可以忽略信號源內阻對其的影響。通過前面的研究我們已經得出以下結論。

串聯負反饋應采用低內阻R激勵信號源。且串聯負反饋電路電壓增益有閉環源電壓增益=和閉環電壓增益=兩種。

故并聯負反饋應采用高內阻R激勵信號源，且并聯負反饋電路只能求閉環源電壓增益 =(=R)，而沒有“閉環電壓增益”這一概念。

參考文獻:

[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎(第三版)[M].北京:高等教育出版社，2001.

[2]張鳳言.電子電路基礎(第二版)——高性能模擬電路和電流模技術[M].北京:高等教育出版社，1995.

[3]康華光.電子技術基礎模擬部分[M].北京:高等教育出版社，2001.

[4]張瑞華，李士琨.電子線路分析基礎[M].北京:電力工業出版社，1981.